Produire de l’énergie propre dans l’espace, rêve ou réalité ?

Dans A la une, Clean tech, Energies, Solaire par le 22 janvier 20131 Commentaire

C’est le scientifique américain Peter Edward Glaser qui fut le premier à développer un moyen pour transporter l’électricité produite dans l’espace vers la terre. Cette découverte a ouvert de nouvelles perspectives qui ont été étudiées sérieusement par l’Académie internationale d’Astronautique. Celle-ci a présenté une première étude sur l’estimation des moyens à collecter l’énergie solaire dans l’espace, afin de la livrer sur terre via une transmission électrique sans fil.
Selon l’étude, les financements du secteur privé ne suffiront pas à commercialiser ce concept, étant donnés le temps nécessaire à son développement et les « incertitudes économiques » des phases de développement et de démonstration. L’étude ne mentionne pas de coût total potentiel pour un tel projet.


Les technologies en présence

L’idée consiste à mettre en orbite géo-synchronique un, puis plusieurs dizaines de satellites à énergie solaire au-dessus de l’équateur. Chaque engin, large de plusieurs kilomètres, collectera la lumière du soleil, au total jusqu’à 24 heures par jour.

L’énergie serait transformée en électricité au sein de la station solaire spatiale, et envoyée sur Terre là où les besoins le nécessitent, puis injectée dans le réseau électrique.

 

Deux concepts différents au transport de l’électricité de l’espace vers la terre sont envisagés.

  1. L’un d’entre eux consiste à transférer l’énergie à l’aide de micro-onde. Au lieu d’être attachés ensemble par des câbles et des montants, les différents composants de la centrale flotteront librement et seront alignés par un logiciel de contrôle à distance. Dans le même temps un miroir gonflable géant concentrera la lumière sur les cellules à haute efficacité. Le problème qui se pose est que plus la distance est importante, plus la taille de la station de réception sur terre doit être grande. On ignore également l’impact sur la santé d’un tel rayon pointant sur terre.
  2. L’autre technique prend moins de place, en comprimant l’énergie à transporter dans un rayon laser, le dimensionnement de la station de réception sur la terre peut être beaucoup plus petit. L’inconvénient de cette technologie est qu’elle semble porteuse de plus petites quantités d’électricité et qu’elle passe moins bien les couches de nuages dans l’atmosphère terrestre.

Dans les 2 cas il faudra arbitrer entre la fabrication sur terre d’une méga-centrale avec transport de l’énergie vers chaque pays ou fabrication de mini centrales dans chaque pays.

Les différents projets en lice

  • Au Japon les spécialistes travaillent sur un programme d’investissement de plusieurs milliards de dollars pour la construction d’une centrale solaire spatiale qui servirait à alimenter en électricité d’ici 2040 environ 300 000 foyers soit une ville de la taille de Tokyo. Cette centrale solaire d’une surface de 4 km2 et produisant un Gigawatt, pourrait tourner autour de la terre à une distance de 36 000 kilomètres. Même si le délai de réalisation semble plus réaliste que le projet américain (2016) ont a du mal à imaginer que le Japon pourrait réussir seul une telle entreprise ?
  • Le projet américain consiste à placer un générateur solaire en orbite dans l’espace. La ferme solaire, qui pourrait être lancée en 2016, aura une capacité totale de 1.000 MW et aura pour objectif de délivrer 1.700 Gigawatt par an pendant 15 ans. L’énergie générée devra être convertie en radiofréquences à destination d’une station de réception sur Terre, qui convertira à son tour les ondes en électricité pour alimenter le réseau.
    Le principe de fermes solaires basées dans l’espace a commencé à attirer l’attention dans les années 1960 lorsque les scientifiques de la NASA ont cherché des solutions à l’intermittence du solaire. Depuis que le fournisseur d’électricité Pacific Gas & Electric (PG&E) a signé un contrat pour 200 MW d’énergie solaire spatiale, la question se pose à nouveau sérieusement aux USA. Le coût reste important par rapport à des technologies compétitives comme l’éolien, mais il s’agit d’une première tentative et les prix baisseront certainement dans le futur comme pour toutes les autres énergies vertes qui ont fait leur apparition.
  • Europe : Lorsqu’il s’agit de transporter de l’électricité sur de grandes distances, une certaine quantité d’électricité est perdue. C’est la raison pour laquelle un travail de recherche important est effectué  par l’agence spatiale européenne EADS qui investit d’importantes sommes d’argent dans la recherche de moyens de transport d’électricité via un laser. Un peu esseulée, tout comme le Japon, elle devra surement travailler à un projet commun afin qu’une technologie unique et sécurisée soit développée pour l’ensemble de la planète. Il faudra donc trancher la question de transport d’électricité sur terre Ondes ou Laser ?

Conclusion

Nous avons vu que ces technologies ne sont pas encore au point et qu’il reste un certain nombre de questions à résoudre : coûts du transport de ces équipements en orbite, choix de la technologie pour le transfert de l’électricité vers la terre, dimensionnement des stations sur terre. Nous pourrions aussi évoquer les risques quant à un possible détournement du rayon soit après collision dans l’espace entre le générateur et un débris spatial, soit intentionnellement par un groupe terroriste par exemple.
Ne serait-il donc pas préférable d’investir massivement dans ce qui fonctionne déjà et qui n’est pas encore assez développé, comme  le solaire, l’éolien. L’Etat français s’était engagé vis-à-vis de la filière photovoltaïque à racheter le kWh à un prix fixe et stable. Il doit tenir ses promesses car la filière est en pleine déconfiture. Les allemands innovent beaucoup plus que nous, et ces emplois verts que l’on nous a dit non délocalisables, vont finalement profiter aux autres pays.

Sources : Techmania | Technique Ingénieur | Le point | EADS | Futura sciences

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